Повышение проходимости автомобиля в неблагоприятных дорожных условиях, путем блокирования дифференциала подвижной кулачковой муфтой

1 Общие сведения о дифференциалах

При повороте автомобиля его внутреннее ведущее колесо прохо­дит меньший путь, чем наружное, поэтому, чтобы качение внутренне­го колеса происходило без скольжения, оно должно вращаться мед­леннее, чем наружное. Для этого служит дифференциал, который рас­пределяет крутящий момент между ведущими колесами, что позволя­ет правому и левому колесам при поворотах автомобиля и при его дви­жении на криволинейных участках дороги вращаться с различной уг­ловой скоростью. В результате при повороте исключается пробуксо­вывание колес, вызывающее повышенное изнашивание шин, затруд­няет управление автомобилем и увеличивает расход топлива.

Ведущие колеса для обеспечения различной частоты вращения крепят не на одном общем валу, а на двух полуосях. Полуоси связа­ны между собой межколесным дифференциалом, подводящим к ним крутящий момент от главной передачи.

Дифференциалы классифицируют по месту расположения на межосевые (распределяющие крутящий момент между главными передачами ведущих мостов); межколесные (распределяющие кру­тящий момент между ведущими колесами одной оси) и по соотно­шению крутящих моментов на ведомых валах — на симметричные (моменты одинаковые) и несимметричные. В дифференциалах ус­танавливают чаще всего конические шестерни.

На некоторых автомобилях, предназначенных для движения по бездорожью и грунтовым дорогам, применяют дифференциалы с принудительной блокировкой или самоблокирующиеся. В этом слу­чае большая часть крутящего момента передается на колесо, вра­щающееся с меньшей частотой (отстающее колесо). Если одно из колес автомобиля на скользком участке дороги начинает вращаться быстрее корпуса дифференциала (становится забегающим), пере­даваемый этим колесом крутящий момент уменьшается. В этом случае большая часть момента подводится к отстающему колесу, находящемуся на участке дороги с лучшими сцепными свойства­ми, и тем самым повышается сила тяги.

Наиболее распространены следующие дифференциалы: межко­лесный конический симметричный, межосевой конический и ку­лачковый повышенного трения.

Конический симметричный дифференциал (рисунок 1, а) пред­ставляет собой шестеренный механизм, смонтированный в глав­ной передаче. Он имеет два конических зубчатых колеса 2 и 5, ше­стерни-сателлиты 4 и крестовину 1.

Ведомое колесо 2 главной передачи жестко соединено с коробкой дифференциала. Коробка состоит из двух чашек, между которыми крепится крестовина. В коробке дифференциала на шлицах полу­осей 6, соединенных с ведущими колесами автомобиля, установ­лены полуосевые зубчатые колеса 3. От ведущей шестерни 5 глав­ной передачи крутящий момент передается на ведомое колесо 2 и коробку дифференциала, вместе с которой вращается крестовина 1 с расположенными на ней шестернями-сателлитами 4.

Рисунок 1 – Конический симметричный дифференциал

Оба ведущих колеса при прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге испытывают одинаковое сопротивление качению и проходят одинаковый путь. Поэтому сателлиты, не поворачива­ясь относительно своих осей, вращаются вместе с крестовиной и коробкой дифференциала и сообщают зубчатым колесам  оди­наковую частоту вращения. При этом сателлиты, соединяя обе по­луоси, как бы заклинивают полуосевые зубчатые колеса.

При движении автомобиля на повороте (рисунок 1, б) его внут­реннее колесо проходит меньший путь, чем наружное, в результате чего полуось 6 и полуосевое зубчатое колесо, связанные с внут­ренним колесом автомобиля, вращаются медленнее. Вращаясь на шипах крестовины 1, шестерни-сателлиты 3 перекатываются по замедлившему вращение полуосевому зубчатому колесу 2, в ре­зультате чего повышается частота вращения левого полуосевого зубчатого колеса и полуоси. Таким образом, ведущие колеса автомобиля за одно и то же время проходят различные пути без юза и пробуксо­вывания.

Межосевой конический дифференциал устанавливают на ав­томобилях повышенной проходимости с колесными формулами 6x4 и 6x6, ведущие мосты которых могут работать в различных усло­виях сцепления колес с дорогой.